EP1470426B1 - Dispositif d entrainement d une bande de cuvettes dans un appareil d analyse - Google Patents

Dispositif d entrainement d une bande de cuvettes dans un appareil d analyse Download PDF

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EP1470426B1
EP1470426B1 EP03715055A EP03715055A EP1470426B1 EP 1470426 B1 EP1470426 B1 EP 1470426B1 EP 03715055 A EP03715055 A EP 03715055A EP 03715055 A EP03715055 A EP 03715055A EP 1470426 B1 EP1470426 B1 EP 1470426B1
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EP
European Patent Office
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bowls
shoulders
strip
bowl
film
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EP03715055A
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EP1470426A1 (fr
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Alain Rousseau
Khaled Abou-Saleh
Patrick Perin
Philippe Poutrel
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Diagnostica Stago SAS
Original Assignee
Stago Instruments SAS
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
    • G01N35/04—Details of the conveyor system
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
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    • Y10T436/11—Automated chemical analysis
    • Y10T436/113332—Automated chemical analysis with conveyance of sample along a test line in a container or rack
    • Y10T436/114165—Automated chemical analysis with conveyance of sample along a test line in a container or rack with step of insertion or removal from test line
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T436/113332—Automated chemical analysis with conveyance of sample along a test line in a container or rack
    • Y10T436/114998—Automated chemical analysis with conveyance of sample along a test line in a container or rack with treatment or replacement of aspirator element [e.g., cleaning, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to an improvement to an automatic analysis apparatus used in particular for determining the time of modification of the physical state of a medium.
  • This apparatus is particularly, but not exclusively, applicable to the determination of the blood coagulation time in accordance with a process in which the blood sample is disposed in the bottom of a bowl containing a ferromagnetic ball driven in a periodic motion under the effect of an external magnetic field. Changes in ferromagnetic ball movements (e.g., amplitude and / or frequency variations) that are representative of changes in the physical state of the blood are then detected using appropriate means.
  • Changes in ferromagnetic ball movements e.g., amplitude and / or frequency variations
  • EP 0325874 comprises a dispenser of disposable cuvettes each comprising a curved bottom constituting the raceway of the ball and a face opposite the bottom having an opening. Transverse edges of this opening extend two flanges at right angles to the faces of the cuvettes.
  • the cuvettes are arranged side by side and detachably attached to a flexible support band which closes their openings.
  • the strip equipped with cups can be wound on a coil that can engage on a hub provided in a compartment for storage and distribution of the device.
  • the cuvettes scroll one by one in a detection station.
  • WO 9964839 discloses an immunological assay apparatus employing a succession of cuvettes secured by a film so as to form a band.
  • the cuvettes have an opening at which two opposite flanges extending outwardly from the bowl extend.
  • the drive of the band is provided by means of two endless bands guided by rollers and bearing on the side faces of the bowls. This solution is obviously not suitable for a detection device involving electromagnetic means arranged laterally vis-à-vis the cuvettes.
  • the object of the invention is therefore more particularly to eliminate these disadvantages.
  • a device for driving a succession of cuvettes joined by a film so as to form a strip in an automatic analysis apparatus comprising at least one toothed belt whose notches act on the cuvettes to ensure training of the band.
  • the cups have an opening at which two opposite flanges projecting outwardly from the bowl extend, these flanges having conformations which cooperate with the toothed belt to ensure both a drive, a centering and an indexing of the cuvettes. bowls.
  • the aforesaid edges each have two oblique edges with respect to the longitudinal axis of the strip so that the band / bowl assembly which has two serrated side edges provides a rack function.
  • the lateral edges of the film each have a serrated profile whose teeth are accentuated by the presence of the rims of cuvettes.
  • the drive makes it possible to index the position of the bowls.
  • Such a device has no play in its handling whether in one way or the other.
  • the automatic analysis apparatus 1 involves a bowl feed comprising a succession of one hundred cups C forming a band 2.
  • the cuvettes C made by molding a transparent plastic material each have a parallelepipedal flat-shaped body whose curved base FI constitutes a raceway for a ball BE made of ferromagnetic material.
  • the bowl C has an opening at which its two opposite edges BO 1 , BO 2 are extended at right angles by two respective flanges R 1 , R 2 each provided with a cylindrical protuberance PC extending from the side opposite the body. These two protuberances are intended to engage forcibly in two respective holes TR respectively provided on the two lateral edges of the film.
  • the rims R 1 , R 2 have for example the shape of an isosceles trapezium whose large base is integral with the bowl.
  • the lateral edges of a support film 3 then have, in the range of the flanges R 1 , R 2 of the successive cups, trapezoidal cuts whose oblique edges extend to the right of the oblique edges of the flanges R 1 , R 2 . Thanks to these arrangements, the lateral edges of the film each have a serrated profile whose teeth are accentuated by the presence of the rims R 1 , R 2 of the bowls.
  • the film is flexible and consists of an absorbent material, paper for example. It is pierced above each bowl with an orifice 4 to allow the passage of a pipette.
  • the strip of cups 2 is guided by a rail 5.
  • This rail has a U-shaped cross section whose two vertical wings are extended at right angles by two flanges R 3 , R 4 , the rims R 1 , R 2 of the cuvettes resting on the flanges R 3 , R 4 .
  • the band successively passes through a pipetting station 6, a detection station 7 and a cutting station 8 at the outlet of which each bowl is recovered in a tray 9 provided for this purpose.
  • a processor P comprising a central unit as well as peripherals such as, for example, a screen 10 / keyboard 11.
  • the driving of the film is ensured by means of a drive mechanism involving an endless belt 12 guided at each end by rollers 13, 14, one of which is rotated by a stepping motor M.
  • This belt has a notch whose notches are spaced a distance equal to a multiple of the width of the cups (for example from 4-5 cuvettes).
  • These notches have a involute profile which corresponds to a rack of normal tooth shape so as to mesh perfectly between the teeth of the serrated profile of the strip; they are thus able to drive the bowl strip accurately, with self-centering and compensation of possible play (the notches engaging more or less deeply between the aforesaid teeth).
  • the pipetting station 6 is served by an automated vertical pipette 15, movable in height, so as to be able to take a low pipetting or rinsing position and a high position allowing its movements in a horizontal plane.
  • This pipette 15 is attached to one end of an arm 16 rotatably mounted at its other end about a vertical axis 17.
  • the rotation of the arm 16 is provided by a motor controlled by the processor P.
  • the pipette 15 can be brought successively to the pipetting area of the pipetting station 6, to a rinsing area 18 diametrically opposite, equipped with one or more rinsing tanks and two sampling areas. 19, 20 arranged symmetrically with respect to the axis passing through the pipetting area 6 and the rinsing area 18.
  • the sampling areas 19, 20 are located in the path of containers R 1 , R 2 carried by two respective carousels CR 1 , CR 2 rotatable around two vertical axes 21, 22 and controlled by two motors controlled by the processor P .
  • One of these carousels CR 1 is intended to contain the containers R 1 of blood samples to be analyzed, while the other CR 2 contains containers R 2 assigned to the various reagents used in the context of the analyzes that we want carry out.
  • the measurement station 7 here comprises three successive measurement positions each comprising (FIG. 4) a pair of coaxial electromagnets E 1 , E ' 1 - E 2 , E' 2 - E 3 , E ' 3 situated on the one hand and on the other side. other of the film 3, to the right of the lateral faces of the cuvettes C.
  • the electromagnets E 1 , E ' 1 - E 2 , E' 2 - E 3 , E ' 3 are excited by a power circuit PR driven by the processor P so as to generate a pulsed magnetic field capable of driving the ball according to an alternative movement to the bottom of the bowl C.
  • the camera 27 is coupled to the processor P which analyzes, in real time, the image by means of appropriate software, so as to measure the amplitude of the oscillations of the ball BE and determine the critical moment when this amplitude is lowered in below a certain threshold (for example 50% of the initial amplitude).
  • a certain threshold for example 50% of the initial amplitude
  • the processor P counts the time between the moment when the reagent was injected into the cuvette C and this critical instant, so as to deduce a coagulation time.
  • the movements of the film are synchronized with the operating times of each of the positions of the apparatus and in particular with the magnetic field pulses generated by the coils.
  • the pipetting station may be located in the same location as the measuring station.
  • each infrared / camera source assembly may have a field including a plurality of cells each excited by a pair of separate electromagnets, so as to follow the bowl on a lead of several steps with a processor P programmed to simultaneously detect the movements of the balls of different cuvettes.

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Description

  • La présente invention concerne un perfectionnement à un appareil d'analyse automatique utilisable notamment pour la détermination des temps de modification de l'état physique d'un milieu.
  • Cet appareil s'applique tout particulièrement, mais non exclusivement, à la détermination du temps de coagulation du sang conformément à un processus selon lequel l'échantillon sanguin est disposé dans le fond d'une cuvette contenant une bille ferromagnétique entraînée dans un mouvement périodique sous l'effet d'un champ magnétique extérieur. Les modifications des mouvements de la bille ferromagnétique (par exemple les variations d'amplitude et/ou de fréquence) qui sont représentatives des changements de l'état physique du sang, sont alors détectées à l'aide de moyens appropriés.
  • Un tel appareil se trouve exposé dans le brevet EP 0 325 874 déposé au nom de la Société Diagnostica Stago et dans la demande WO 99 64839 déposée au nom de la Société Junior Instruments.
  • Le brevet EP 0325874 comprend un distributeur de cuvettes à usage unique comprenant chacune un fond incurvé constituant le chemin de roulement de la bille et une face opposée au fond présentant une ouverture. Des bords transversaux de cette ouverture s'étendent deux rebords à angle droit par rapport aux faces des cuvettes. Les cuvettes sont disposées côte à côte et fixées de façon détachable sur une bande de support souple qui obture leurs ouvertures. La bande équipée de cuvettes peut être enroulée sur une bobine pouvant s'engager sur un moyeu prévu dans un compartiment de stockage et de distribution de l'appareil. Les cuvettes défilent une à une dans un poste de détection.
  • Il s'avère que cette solution présente notamment l'inconvénient de ne pas garantir un bon positionnement de la cuvette dans le poste de détection. L'analyse des mouvements de la bille risque donc d'être faussée. Ceci peut donc conduire à un risque d'erreur sur le résultat de l'analyse.
  • Le brevet WO 9964839 décrit un appareil de dosage immunologique mettant en oeuvre une succession de cuvettes solidarisées par un film de manière à former une bande. Les cuvettes présentent une ouverture au niveau de laquelle s'étendent deux rebords opposés en saillies vers l'extérieur de la cuvette. L'entraînement de la bande est assuré au moyen de deux bandes sans fin guidées par des galets et prenant appui sur les faces latérales des cuvettes. Cette solution n'est visiblement pas appropriée à un dispositif de détection faisant intervenir des moyens électromagnétiques disposés latéralement vis-à-vis des cuvettes.
  • L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients.
  • A cet effet, elle propose un dispositif d'entraînement d'une succession de cuvettes solidarisées par un film de manière à former une bande dans un appareil d'analyse automatique comprenant au moins une courroie crantée dont les crans agissent sur les cuvettes pour assurer l'entraînement de la bande.
  • Les cuvettes présentent une ouverture au niveau de laquelle s'étendent deux rebords opposés en saillie vers l'extérieur de la cuvette, ces rebords présentant des conformations qui coopèrent avec la courroie crantée pour assurer à la fois un entraînement, un centrage et une indexation des cuvettes.
  • Selon l'invention, les susdits rebords présentent chacun deux bords obliques par rapport à l'axe longitudinal de la bande de sorte que l'ensemble bande/cuvettes qui présente deux bords latéraux dentelés assure une fonction de crémaillère.
  • Par ailleurs, les bordures latérales du film présentent chacune un profil dentelé dont les dents sont accentuées par la présence des rebords de cuvettes.
  • Grâce à l'engrènement des crantages de la courroie entre les dents dé l'ensemble film/cuvettes, l'entraînement permet d'indexer la position des cuvettes.
  • Un tel dispositif ne présente pas de jeu dans son maniement que ce soit dans un sens ou dans l'autre.
  • Un mode d'exécution de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • La figure 1 est une représentation schématique d'un appareil d'analyse automatique de dimension moyenne ;
    • La figure 2 est une vue en perspective schématique d'une cuvette montée sur le film ;
    • La figure 3 est une vue schématique de dessus du film équipé de ses cuvettes et du système d'entraînement à crémaillère ;
    • La figure 4 est une coupe schématique verticale selon A/A de la figure 3.
  • Dans cet exemple, l'appareil d'analyse automatique 1 fait intervenir une alimentation en cuvettes comportant une succession d'une centaine de cuvettes C formant une bande 2.
  • Comme illustré sur la figure 2, les cuvettes C réalisées par moulage d'une matière plastique transparente présentent chacune un corps de forme plate parallélépipédique dont le fond incurvé FI constitue un chemin de roulement pour une bille BE en matière ferromagnétique. A l'opposé de ce fond FI, la cuvette C présente une ouverture au niveau de laquelle ses deux bords opposés BO1, BO2 sont prolongés à angle droit par deux rebords respectifs R1, R2 munis chacun d'une protubérance cylindrique PC s'étendant du côté opposé au corps. Ces deux protubérances sont destinées à venir s'engager à force dans deux trous respectifs TR respectivement prévus sur les deux bordures latérales du film. Les rebords R1, R2 présentent par exemple la forme d'un trapèze isocèle dont la grande base est solidaire de la cuvette. Les bordures latérales d'un film support 3 présentent alors, dans l'intervalle des rebords R1, R2 des cuvettes successives, des découpes trapézoïdales dont les bords obliques s'étendent au droit des bords obliques des rebords R1, R2. Grâce à ces dispositions, les bordures latérales du film présentent chacune un profil dentelé dont les dents sont accentuées par la présence des rebords R1, R2 des cuvettes.
  • Le film est souple et est constitué d'une matière absorbante, en papier par exemple. Il est percé au dessus de chaque cuvette d'un orifice 4 pour permettre le passage d'une pipette.
  • Selon le dispositif représenté sur la figure 4, la bande de cuvettes 2 est guidée par un rail 5. Ce rail possède une section transversale en forme de U dont les deux ailes verticales sont prolongées à angle droit par deux rebords R3, R4, les rebords R1, R2 des cuvettes reposant sur les rebords R3, R4. La bande passe successivement par un poste de pipetage 6, un poste de détection 7 et un poste de découpe 8 à la sortie duquel chaque cuvette est récupérée dans un bac 9 prévu à cet effet.
  • Le fonctionnement de ces différents postes est géré par un processeur P comportant une unité centrale ainsi que des périphériques tels que, par exemple, un ensemble écran 10/clavier 11.
  • L'entraînement du film est assuré au moyen d'un mécanisme d'entraînement faisant intervenir une courroie sans fin 12 guidée à chaque extrémité par des galets 13, 14 dont l'un est entraîné en rotation par un moteur pas à pas M. Cette courroie comporte un crantage dont les crans sont espacés d'une distance égale à un multiple de la largeur des cuvettes (par exemple de 4-5 cuvettes). Ces crans présentent un profil à développante de cercle qui correspond à une crémaillère de forme de denture normale de manière à engrener parfaitement entre les dents du profil dentelé de la bande ; ils sont ainsi à même d'entraîner la bande de cuvettes avec précision, avec auto-centrage et compensation des jeux éventuels (les crans s'engageant plus ou moins profondément entre les susdites dents).
  • Le poste de pipetage 6 est desservi par une pipette verticale automatisée 15, mobile en hauteur, de manière à pouvoir prendre une position basse de pipetage ou de rinçage et une position haute permettant ses déplacements dans un plan horizontal.
  • Cette pipette 15 est fixée à l'une des extrémités d'un bras 16, monté rotatif par son autre extrémité autour d'un axe vertical 17. L'entraînement en rotation du bras 16 est assuré par un moteur commandé par le processeur P.
  • Grâce à ce mécanisme particulièrement simple, la pipette 15 peut être amenée successivement à l'aire de pipetage du poste de pipetage 6, à une aire de rinçage 18 diamétralement opposée, équipée d'une ou plusieurs cuves de rinçage et à deux aires de prélèvement 19, 20 disposées symétriquement par rapport à l'axe passant par l'aire de pipetage 6 et l'aire de rinçage 18.
  • Les aires de prélèvement 19, 20 sont situées dans le trajet de récipients R1, R2 portés par deux carrousels respectifs CR1, CR2 mobiles en rotation autour de deux axes verticaux 21, 22 et commandés par deux moteurs pilotés par le processeur P.
  • L'un de ces carrousels CR1 est destiné à contenir les récipients R1 d'échantillons sanguins à analyser, tandis que l'autre CR2 contient des récipients R2 affectés aux différents réactifs utilisables dans le cadre des analyses que l'on veut effectuer.
  • Bien entendu, le processeur P est programmé de manière à commander des séquences de pipetage appropriées à la nature des analyses à effectuer, et pouvant comprendre successivement :
    • un rinçage préalable de la pipette 15,
    • le prélèvement d'une dose d'échantillon contenu dans l'un des récipients R1 du carrousel CR1,
    • l'injection de cette dose dans une cuvette C située dans le poste de pipetage 6,
    • le rinçage de la pipette 15,
    • le prélèvement d'une dose de réactif contenu dans l'un des récipients R2 du carrousel CR2,
    • l'injection de cette dose de réactif dans la cuvette C,
    • l'identification des échantillons sanguins à analyser ainsi que celle des réactifs s'effectuent automatiquement grâce à un lecteur de code à barres 23 apte à effectuer la lecture de codes à barres présents sur les récipients R1, R2 portés par les carrousels CR1, CR2.
  • Dans cet exemple, pour ces lectures, le lecteur de codes à barres unique 23 est monté à l'extrémité d'un bras 24 pivotant autour d'un axe vertical 25 de manière à pouvoir occuper trois positions, à savoir :
    • une position P1 de lecture des codes à barres des récipients R1 du carrousel CR1,
    • une position P2 de lecture des codes à barres des récipients R2 du carrousel CR2, et
    • une position P3 de lecture de récipients placés par l'opérateur dans un poste de lecture, par exemple en vue de la saisie des informations exploitées par le processeur dans le cadre du fonctionnement de l'appareil.
  • Le poste de mesure 7 comprend ici trois positions de mesures successives comprenant chacune (figure 4) un couple d'électroaimants coaxiaux E1, E'1 - E2, E'2 - E3, E'3 situés de part et d'autre du film 3, au droit des faces latérales des cuvettes C.
  • Le poste 7 comprend également :
    • une source de lumière infrarouge 26 située au dessus de la cuvette,
    • une caméra électronique 27 située au-dessous des cuvettes C portées par le film sur laquelle est projetée l'image de la bille éclairée par la source de lumière.
  • L'emploi de plusieurs positions de mesure sur le trajet du film présente l'avantage d'autoriser une plus grande souplesse de fonctionnement.
  • Les électroaimants E1, E'1 - E2, E'2 - E3, E'3 sont excités par un circuit de puissance PR piloté par le processeur P de manière à engendrer un champ magnétique impulsionnel susceptible d'entraîner la bille BE selon un déplacement alternatif au fond de la cuvette C.
  • La caméra 27 est couplée au processeur P qui analyse, en temps réel, l'image grâce à un logiciel approprié, de manière à mesurer l'amplitude des oscillations de la bille BE et déterminer l'instant critique où cette amplitude s'abaisse en dessous d'un seuil déterminé (par exemple 50 % de l'amplitude initiale).
  • Bien entendu, le processeur P effectue un comptage du temps entre le moment où le réactif a été injecté dans la cuvette C et cet instant critique, de manière à en déduire un temps de coagulation.
  • Les déplacements du film sont synchronisés avec les temps de fonctionnement de chacun des postes de l'appareil et notamment avec les impulsions de champ magnétique engendrées par les bobines.
  • Eventuellement, le poste de pipetage pourra être situé en un même emplacement que le poste de mesure.
  • Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode d'exécution précédemment décrit.
  • Ainsi, par exemple, chaque ensemble source infrarouge/caméra pourra présenter un champ incluant plusieurs cuvettes excitées chacune par un couple d'électroaimants distincts, de manière à suivre la cuvette sur une avance de plusieurs pas avec un processeur P programmé de manière à détecter simultanément les déplacements des billes de différentes cuvettes.

Claims (12)

  1. Dispositif d'entraînement d'une succession de cuvettes (C) solidarisées par un film (3) de manière à former une bande (2) dans un appareil d'analyse automatique (1), ce dispositif comprenant au moins une courroie crantée dont les crans agissent sur les cuvettes pour assurer l'entraînement de la bande, les susdites cuvettes présentant une ouverture au niveau de laquelle s'étendent deux rebords opposés (R1, R2) en saillie vers l'extérieur de la cuvette et présentant des conformations pour assurer en plus dudit entraînement, un centrage et une indexation des cuvettes,
    les susdits rebords (R1, R2) présentant chacun deux bords obliques par rapport à l'axe longitudinal de la bande (2) de sorte que l'ensemble bande (2)/cuvettes présente une fonction de crémaillère.
  2. Dispositif selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que le susdit film est fixé de façon détachable (PC, TR) aux susdits rebords.
  3. Dispositif selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que lesdits rebords (R1, R2) présentent la forme d'un trapèze isocèle dont la grande base est solidaire de la cuvette (C).
  4. Dispositif selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que les bordures latérales du film (3) présentent chacune un profil dentelé dont les dents sont accentuées par la présence des rebords (R1, R2) des cuvettes.
  5. Dispositif selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que la susdite courroie est une courroie sans fin (12) guidée à chaque extrémité par des galets (13, 14).
  6. Dispositif selon la revendication 5,
    caractérisé en ce qu'au moins un des galets est entraîné en rotation par un moteur (M).
  7. Dispositif selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que les crans de ladite courroie sont espacés d'une distance égale à un multiple de la largeur des cuvettes (C).
  8. Dispositif selon la revendication 7,
    caractérisé en ce que lesdits crans présentent un profil à développante de cercle qui correspond à une crémaillère de forme de denture normale.
  9. Dispositif selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que lesdites cuvettes (C) sont fixées de façon détachable.
  10. Dispositif selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que lesdites cuvettes sont guidées par un rail (5).
  11. Dispositif selon la revendication 10,
    caractérisé en ce que ledit rail (5) possède une section transversale en forme de U dont les deux ailes verticales sont prolongées à angle droit par deux rebords (R3, R4).
  12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 11,
    caractérisé en ce que les rebords (R1, R2) de la cuvette (C) reposent sur les rebords (R3, R4) du rail (5).
EP03715055A 2002-02-01 2003-01-28 Dispositif d entrainement d une bande de cuvettes dans un appareil d analyse Expired - Lifetime EP1470426B1 (fr)

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